A thermosensitive electromechanical model for detecting biological particles.
微型机电系统是一类可提供合适灵敏度的生物微机电系统。本文提出一种热-电-机械模型，用于在微尺度检测生物颗粒。该模型通过分析拉入不稳定参数和频率偏移实现识别，控制方程由扩展哈密顿原理推导，并纳入表面层能量、电场边缘修正和材料属性等系统参数的耦合效应。随后，作者用多个案例的实验、解析和数值数据验证了模型及结果的准确性。参数研究表明，生物...
A rapid and quantitative technique for assessing IgG monomeric purity, calibrated with the NISTmAb reference material.
本文报道了一种快速定量评估研究级抗体单体纯度和抗原亲和力的多路复用生物传感器方法。完整单体摩尔分数（单体纯度）是治疗性单抗质控指标，但研究样品常未知，并造成免疫分析等定量技术变异。方法利用光散射同时监测结合到抗原功能化表面（Fab动力学）或蛋白A/G（PAG）表面的抗体质量。先以高纯度NISTmAb为参照，通过PAG表面质量亏损初步...
Integration of microbead DNA handling with optomagnetic detection in rolling circle amplification assays.
滚环扩增（RCA）是一种线性等温核酸扩增技术，因垫锁探针识别具有高度特异性而广泛用于生物分子检测。磁性微珠（MMBs）可在多步检测中通过外部磁铁实现样品分离与转移，而光磁测量可通过磁性纳米颗粒（MNPs）的旋转扩散性质检测扩增产物，并可在任意透明样品容器中完成。本文提出两种将MMB样品处理与芯片上光磁检测整合到RCA检测中的策略。策...
Novel thiolated-PEG linker molecule for biosensor development on gold surfaces.
表面修饰连接分子可直接影响生物传感器的性能与使用寿命。它们既要允许生物识别层固定在传感器表面，又要保护表面免受污损效应。近期进展确定了若干可提高表面修饰连接分子层效率、稳定性和抗污效果的关键因素。本文报道了一种新型巯基化聚乙二醇表面修饰分子（DSPEG2）的简单合成方法、结构表征及其作为金表面多功能连接分子的应用。采用飞行时间二次离...
Enzyme-Functionalized Piezoresistive Hydrogel Biosensors for the Detection of Urea.
尿素既是化肥、饲料和医药工业中的重要原料，也是血液与尿液中反映代谢状态的关键生物标志物，因此可靠的尿素检测传感器具有重要应用价值。本文报道了一种基于脲酶功能化水凝胶的新型尿素生物传感器。脲酶在聚合过程中被物理包埋于pH敏感聚(丙烯酸-共-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)水凝胶中，催化尿素水解并产生碱性pH变化；该pH变化引起水凝胶溶胀，溶胀...
Detecting acid phosphatase enzymatic activity with phenol as a chemical exchange saturation transfer magnetic resonance imaging contrast agent (PhenolCEST MRI).
苯酚含有可交换羟基质子，其1H NMR共振频率位于水峰4.8 ppm处，因此在酸性或碱性条件下可分别通过化学交换饱和转移磁共振成像（CEST MRI）或基于交换的T2弛豫增强（T2ex）效应以亚毫摩尔浓度被检测。作者此前研究了苯酚及其衍生物的T2ex效应，但苯酚的CEST特性尚不明确，也未见利用苯酚天然CEST MRI效应检测酶活性...
Influence of Electrode Connection Tracks on Biological Cell Measurements by Impedance Spectroscopy.
生物传感器的检测限是重要参数，优化后可检测更少细胞并缩短检测时间。该参数可通过减小电极尺寸改善，但检测速率也会降低。为避免该问题，作者提出由 20×20 µm² 共面方电极组成的传感器矩阵，采用标准洁净室工艺制造。然而发现电极连接走线暴露于溶液会降低归一化阻抗变化。为此，本文分析电极连接走线对阻抗谱法生物细胞测量中归一化阻抗变化和截...
Microcapsule-Based Signal Amplification Method for Biomolecules.
直接对目标分子进行信号放大是提高生物传感器灵敏度并缩小其体积的有效途径。本研究提出一种适用于生物分子检测的新型微胶囊信号放大方法，该方法能够快速响应浓度变化。该放大体系由微胶囊和微孔阵列两部分组成：微胶囊包括通过层层自组装制备的内壳、脂质双分子层以及负载的目标分子；微孔阵列内壁则用 TiO2 作为光催化剂进行修饰。所制备用于生物标志...
Corrigendum to Facile fabrication of flexible glutamate biosensor using direct writing of platinum nanoparticle-based nanocomposite ink.
本文为《Biosensors and Bioelectronics》期刊中题为“Facile fabrication of flexible glutamate biosensor using direct writing of platinum nanoparticle-based nanocomposite ink”的勘误。作者...
Design for Distributed Feedback Laser Biosensors Based on the Active Grating Model.
分布式反馈（DFB）激光因体积小、制备简单、灵敏度高而被广泛用于生物传感。现有理论设计多基于无源布拉格光栅，但无源模型无法通过品质因数（FOM）准确预测DFB激光传感器性能。为此，作者利用耦合常数的虚部表示增益，将无源光栅替换为有源光栅，建立可预测FOM的DFB激光生物传感器设计模型。研究首先比较了不同光栅占空比和槽深对无源光栅传感...
Guided Mode Resonance Sensors with Optimized Figure of Merit.
导模共振（GMR）效应因共振线宽窄、效率高而被广泛用于生物传感，但多数GMR传感器未对品质因数（FOM）进行优化。本文提出一种用于优化GMR传感器FOM的有效设计方法，结合解析模型与数值模拟，系统研究了“光栅–波导”型GMR传感器在波长检测和角度偏移检测方案下的FOM。与先前报道相比，该方法获得了更高的FOM值。对于“波导–光栅”型...
A Differential Detection Method Based on a Linear Weak Measurement System.
自参考检测对生物传感器至关重要。基于全内反射的线性弱测量系统因高稳定性、无标记检测和易于集成而受到关注。本文提出一种基于线性全内反射弱测量系统的差分检测方法。通过引入快轴与竖直方向成45°的半波片（HWP），将水平（H）和垂直（V）偏振光相互转换，从而获得 HWP 前后光路相位变化的差值。实验利用 Soleil–Babinet 补偿...
Development of a methodology for reversible chemical modification of silicon surfaces with application in nanomechanical biosensors.
高配位碲化合物对含硫醇化合物具有特殊反应性，且与其生物活性相关。本研究将该性质引入碲功能化表面，利用此类化合物作为连接子，将巯基化生物分子（如DNA）固定于微悬臂梁表面。碲化物衍生物凭借氧化还原性质充当可逆结合剂，可实现微悬臂梁表面再生，使其用于后续生物分子固定并循环使用功能表面。研究首先合成了新化合物4-((3-((4-甲氧基苯基...
Black phosphorus based fiber optic biosensor for ultrasensitive cancer diagnosis.
本文首次提出一种基于黑磷（BP）的光纤生物传感器，用于超灵敏诊断人神经元特异性烯醇化酶（NSE）癌症生物标志物。作者采用一种新型光学-纳米结构，将 BP 纳米片与大倾角光纤光栅（TFG）集成，构建 BP-TFG 器件。BP 表面以聚-L-赖氨酸（PLL）进行生物功能化，PLL 作为关键交联剂，促进生物-纳米-光子界面形成，并显著增强...
Simultaneous and Ultrasensitive Detection of Foodborne Bacteria by Gold Nanoparticles-Amplified Microcantilever Array Biosensor.
食源病原菌威胁全球公共卫生，生物传感器可实现快速、高灵敏、高选择性诊断，但多重分析和最少前处理仍具挑战。作者构建了金纳米粒子（Au NP）放大的微悬臂阵列生物传感器，用于检测极低浓度食源细菌，包括大肠杆菌O157:H7、副溶血弧菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌和志贺菌等。该方法无需培养和PCR扩增，比常规工具更快。...
Development of an optical biosensor for the detection of Trypanosoma evansi and Plasmodium berghei.
本研究设计、搭建并测试了一种用于检测伯氏疟原虫（Plasmodium berghei）和埃氏锥虫（Trypanosoma evansi）感染的光学生物传感器实验室原型系统。该系统以光纤紫外-可见-近红外（UV–Vis–NIR）光谱仪为基础，利用 Beer–Lambert 定律将小鼠全血吸光度变化与感染后血液化学改变相关联。实验建立未...
Transmit-Array, Metasurface-Based Tunable Polarizer and High-Performance Biosensor in the Visible Regime.
超表面按结构特征可分为反射阵列和透射阵列两类。本文针对 y 偏振入射设计了一种透射阵列超表面，其透射谱具有宽度小于 3 nm 的窄带凹陷。通过调节矩形散射体的线性几何参数，实现了 x 与 y 偏振入射透射率比在 0.031% 至 1% 范围内可调的偏振器。基于该偏振器的窄带偏振敏感性，进一步设计了可见光波段生物传感器，用于检测 1....
Electromechanical vibration of microtubules and its application in biosensors.
电场（EF）能够激发极化微管（MTs）的振动，从而使其可用于检测微管或细胞的生物物理性质。为支持该类传感器开发，本文基于考虑微管结构细节的分子结构力学模型（MSM），研究交变电场诱导的微管振动模式及相应频率。对横向或轴向电场作用下的 13–3 微管，获得了横向振动、径向呼吸振动和轴向振动模式。同时考察了生理或病理过程中微管蛋白相互作...
Label-free detection of Staphylococcus aureus bacteria using long-period fiber gratings with functional polyelectrolyte coatings.
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）是引起皮肤、软组织及系统性感染的重要致病菌，快速无标记检测对食品安全、环境监测和临床诊断具有重要意义。本文报道了一种基于长周期光纤光栅（LPFG）的高灵敏生物传感器，用于快速检测S. aureus。LPFG通过芯模与包层模耦合形成透射谱中的衰减带，其共...
Incorporating microbial community data with machine learning techniques to predict feed substrates in microbial fuel cells.
混合物种生物技术中的复杂相互作用会降低生物传感器的化学检测特异性，限制其在未知进料底物识别等场景中的应用。基因组数据与数据挖掘技术可弥补这一不足。本研究评估了来自不同实验室、使用乙酸、碳水化合物和废水三种进料底物的 69 个微生物燃料电池样本，考察从所得微生物群落识别进料底物的能力。作者训练并比较了六种机器学习算法和四种输入变量，以...